This is the second entry about the history of the openZmeter project. You can read the first one here.
Once the interface was designed and concept tests were performed, the hardware definition phase began. Initially, and due to limited manpower with advanced knowledge in electronics, it was decided to make use of the Texas Instruments BeagleBone Black (BBB) board. Previously, some sketches were made based on some of Texas Instruments’ ADCs, although they did not happen to materialize. It was 2013 and the project was extended with the collaboration of Javier Clement and Vitaly. It wasn’t until 2015 that the project took off thanks to the collaboration of graduate in electronics Javier Rodríguez. The first designs of the shield on which the BBB would be placed began with him. Initially, a passive network was designed as a resistive divider to measure the voltage as well as a precision shunt resistance to measure the current.
oZm Shield v1 – 2015
We chose the BBB because it was one of the most powerful devices at that time. It also had built-in Linux installed as default, but the most important reason was its two PRU’s microcontrollers with which we could read and manage the voltage and current samples coming from the shield in real time. These PRU’s dumped the information directly into the RAM so that we could perform the necessary electrical calculations without any major problems. As a result of this work, some papers (in Spanish) were presented at the Sarteco 2015 Conference (here the presentation).
The fact is that the prototype was able to measure voltage, but not current due to a design flaw in which the specifications of the INA126 amplifier were not properly taken into account. This helped us to learn some lessons about how complex and delicate electronic design can be!
In the next and last entry, I will talk about the last stage, where a more professional and effective design is performed.
También en español…
Esta es la segunda entrada acerca de la historia del proyecto openZmeter. Puedes leer la primera aquí.
Una vez que se diseñó una interfaz y se realizaron las pruebas de concepto, empezó la fase de definición del hardware. Inicialmente, y debido a los escasos recursos humanos con conocimientos avanzados en electrónica, se decidió hacer uso de de la placa BeagleBone Black (BBB) de Texas Instruments. Previamente, algunos bocetos fueron realizados basados en algunos ADC’s de Texas Instruments, aunque no llegaron a materializarse. Corría el año 2013 y el proyecto se amplió con la colaboración de Javier Clement y Vitaly. No fue hasta 2015 cuando el proyecto tomó un mayor impulso gracias a la colaboración del estudiante de electrónica Javier Rodríguez. Con él empezaron los primeros diseños del escudo sobre el que iría insertada la BBB. Inicialmente, se diseño una red pasiva a modo de divisor resistivo para medir la tensión así como una resistencia shunt de precisión para medir la corriente.
oZm Shield v1 – 2015
Elegimos la BBB porque era uno de los dispositivos más potentes del momento. También tenía Linux instalado de serie, pero el motivo más importante eran sus dos microcontroladores PRU’s con las que podíamos leer y gestionar en tiempo real las muestras de tensión y corriente provinientes del escudo. Estas PRU’s volcaban la información directamente a la RAM de forma que podíamos realizar los cálculos eléctricos necesarios sin mayor tipo de problema. Fruto de este trabajo surgieron algunos papers (en español) como el presentado en las Jornadas Sarteco 2015 (aquí la presentación).
La verdad es que el prototipo llegó a medir tensión, pero nunca corriente debido a un fallo de diseño en el que no tuvimos en cuenta correctamente las especificaciones del amplificador INA126. Esto nos sirvió para aprender ciertas lecciones acerca de lo complejo y delicado que puede ser el diseño electrónico!
En la próxima y última entrada, hablaré de la última fase donde se realiza el diseño actual, mucho más profesional y efectivo.